EP0138924A1 - Regenerative heat transfer system - Google Patents

Regenerative heat transfer system

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Publication number
EP0138924A1
EP0138924A1 EP19840901336 EP84901336A EP0138924A1 EP 0138924 A1 EP0138924 A1 EP 0138924A1 EP 19840901336 EP19840901336 EP 19840901336 EP 84901336 A EP84901336 A EP 84901336A EP 0138924 A1 EP0138924 A1 EP 0138924A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
gas
sector
zone
regenerative heat
cleaning
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP19840901336
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Heinz Spliethoff
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Saarbergwerke AG
Original Assignee
Saarbergwerke AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Saarbergwerke AG filed Critical Saarbergwerke AG
Publication of EP0138924A1 publication Critical patent/EP0138924A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D19/00—Regenerative heat-exchange apparatus in which the intermediate heat-transfer medium or body is moved successively into contact with each heat-exchange medium
    • F28D19/04—Regenerative heat-exchange apparatus in which the intermediate heat-transfer medium or body is moved successively into contact with each heat-exchange medium using rigid bodies, e.g. mounted on a movable carrier
    • F28D19/041—Regenerative heat-exchange apparatus in which the intermediate heat-transfer medium or body is moved successively into contact with each heat-exchange medium using rigid bodies, e.g. mounted on a movable carrier with axial flow through the intermediate heat-transfer medium
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28G—CLEANING OF INTERNAL OR EXTERNAL SURFACES OF HEAT-EXCHANGE OR HEAT-TRANSFER CONDUITS, e.g. WATER TUBES OR BOILERS
    • F28G9/00—Cleaning by flushing or washing, e.g. with chemical solvents
    • F28G9/005—Cleaning by flushing or washing, e.g. with chemical solvents of regenerative heat exchanger

Definitions

  • the invention relates to a regenerative heat transfer system for cooling a hot raw gas and for simultaneously heating a cold clean gas, with a cylindrical regenerator part and front channel connections or inlet and outlet hoods for the raw and clean gas, the flow cross sections of which are divided into several sectors, whereby the regenerator part is divided into alternately switchable circular sectors which absorb the heat content of the raw gas and transfer it to the clean gas, and the inlet and outlet hoods on the one hand and the regenerator part on the other hand are rotatable relative to one another.
  • Such heat exchanger systems are used, for example, to reheat cleaned flue gases from industrial coal and oil firing systems or to preheat the combustion air, with the hot flue gas being introduced before the cleaning stage removes heat and is transferred to the clean gas or the combustion air.
  • the reheating of the cleaned flue gases, in particular wet-cleaned flue gases, is necessary in order to ensure the thermal buoyancy required to introduce the pure gases into the atmosphere.
  • the object of the present invention is to develop a simple, maintenance and cleaning-friendly system for cooling a hot raw gas and for simultaneously heating a cold clean gas.
  • regenerator part from the cold gas end in axial direction tion has at least one cleaning zone that seen in the direction of flow of the clean gas, an intermediate zone is provided behind the cleaning zone, that at least the flow cross-sections of the cold gas inlet and outlet hood and this intermediate zone are divided in the same way into at least three sectors and that the sector leading the clean gas Sector for receiving a cleaning device.
  • a nozzle system for generating liquid jets with a suitable pressure is advantageously provided in the non-gas-carrying sector of the intermediate zone, and a collecting and drainage device for the cleaning liquid is provided in the corresponding sector of the cold gas inlet and outlet hood.
  • incrustations occur essentially in a relatively small zone on the cold gas side of the regenerator.
  • practically continuous cleaning of this endangered zone of the regenerator is possible. Any deposits that occur during the heating of a circular sector of the regenerator in the raw gas stream or during cooling in the clean gas stream are removed immediately after passing through the cleaning zone, before re-entering the hot raw gas stream, and incrustations or caking reliably avoided.
  • at least this endangered first zone of the regenerator part is designed as a tube system with gas channels running in the axial direction of the regenerator part, which preferably have a circular and hexagonal cross section.
  • Suitable cleaning bodies for example spirals, balls or brushes adapted to the pipe cross section, can be inserted in these gas channels so as to be axially displaceable.
  • these cleaning bodies When passing through the cleaning sector, these cleaning bodies are displaced in the pipes by flow impulses such that they lie or float on the cold end of the pipes in the raw gas flow direction during the subsequent passage of the raw gas-carrying sector and thus reliably release the flow cross-section of the gas channels in this phase.
  • the individual sectors of the intake and exhaust hoods as well as the intermediate zone are mutually radially arranged Intermediate chambers separated, the respective end faces adjoining the regenerator part thereof. Intermediate chambers have sealing strips.
  • these intermediate chambers can have a higher pressure than the raw gas-carrying sector, for example by introducing clean gas.
  • gas extraction can also be provided for the intermediate chambers.
  • Fig. 1 the basic structure of a heat transfer system according to the invention
  • Fig. 2 a possible sector classification of the inlet and outlet hoods and the intermediate zone
  • Fig. 4 a possible embodiment of a cleaning body.
  • the exemplary embodiment of the heat transfer system 1 according to the invention shown by way of example in FIGS. 1 to 4 consists of the inlet and outlet hoods 6, 7 for the raw gas and the clean gas, a regenerator section 1 2 divided into two zones 3 and 4 and an intermediate zone 5 arranged between these zones 3 and 4.
  • the inlet and outlet hoods 6, 7 and the intermediate zone 5 are in the same way in sectors 8, 9, 10 and 14 divided (Fig. 2).
  • the corresponding area of the lower zone 3 of the regenerator part 2 is acted upon by pressure jets of a washing liquid and cleaned of deposits by the nozzle system 11 arranged in this sector of the intermediate zone 5.
  • the rinsing liquid speed is collected and discharged in a tub arranged in the lower hood 6.
  • the lower zone 3 of the regenerator part 2 is designed as a tube system, a plurality of tubes 12 with a circular cross section or hexagonal cross section being used to achieve the largest possible heat-storing wall surface, as indicated in FIG. 3.
  • cleaning bodies 13 adapted to the tube cross section are used, in the case of tubes with a circular cross section, for example, spiral bodies according to FIG. 4.
  • the entire regenerator part 1 2 can also be designed as a cleaning zone 3.
  • the cleaning bodies 13 are moved downward as they pass through the cleaning sector 10 under the action of the liquid jets in the tubes and thus support the cleaning action of the jets.
  • the cleaning bodies 13 become individual Pipes pushed up by hot gas introduced under increased pressure, for example compressed raw gas, or hot water.
  • hot gas introduced under increased pressure, for example compressed raw gas, or hot water.
  • the use of a hot medium is necessary to avoid heat losses of the regenerator part 2 during the passage through the sector 14.
  • the individual sectors of the inlet and outlet hood 6 on the cold gas side and the intermediate zone 5 are separated from one another by intermediate chambers 16, the end faces lying against the regenerator zones 3 and 4 having sealing strips.
  • clean gas can be introduced into the intermediate chamber 16 under an increased pressure compared to the raw gas sector 8.
  • gas extraction from the intermediate chambers 16 is also possible.
  • the hot gas inlet and outlet hood 7 must be divided into sectors in the same way as the intermediate zone 5 and the cold inlet and outlet hood 6.
  • sectors 10 and 14 can serve directly as intermediate chambers since they do not have to accommodate any other devices.
  • the regenerator on the clean gas side is usually preceded by a zone 15 for residual water separation and drying of the clean gas, for example a droplet separator.
  • This zone 15 is at the Heat transfer system according to the invention advantageously arranged immediately below the first zone 3 of the regenerator part 2, wherein it covers the entire regenerator cross-section and rotates with the regenerator part 2, so that the area passing through the cleaning sector 10 is also rinsed and cleaned by the liquid jets from the nozzle system 11.
  • the regenerator part 2 with the two zones 3, 4 is designed as a rotor, weh. rend the inlet and outlet hoods 6, 7 and the intermediate zone 5 with the cleaning device 11 stand still.
  • the direction of rotation corresponds to the arrow direction shown in FIG.
  • the regenerator part 2 can also be designed as a sector, in which case the hoods 6, 7 and the intermediate zone 5 can be rotated about a common axis. In this case, the direction of rotation corresponds to the direction of the arrow shown in FIG. 2.

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Abstract

Dans un système de transfert thermique régénératif (1), la partie cylindrique de régénération (2) est subdivisée en plusieurs secteurs de cercle (8, 9) réversibles de manière alternative qui recueillent la capacité calorique d'un gaz brut chaud pour la transférer à un gaz purifié froid. Les dômes d'admission et d'évacuation (6, 7) situés aux extrémités, ainsi que la partie de régénération (2) peuvent pivoter les uns par rapport aux autres. A partir de son extrémité disposée du côté du gaz froid, la partie de régénération (2) présente dans la direction axiale au moins une zone de purification (3); si l'on se réfère à la direction d'écoulement du gaz purifié, une zone intermédiaire (5) est prévue derrière cette zone de purification (3). Les sections de passage de cette zone intermédiaire (5) et au moins du dôme d'admission et d'évacuation (6) sont de la même façon subdivisées en au moins trois secteurs (8, 9, 10), le secteur (10) de la zone intermédiaire (5), situé après le secteur (9) conduisant le gaz purifié, servant à accueillir un dispositif de purification.In a regenerative heat transfer system (1), the cylindrical regeneration part (2) is subdivided into several alternating reversible circle sectors (8, 9) which collect the heat capacity of a hot raw gas to transfer it to cold purified gas. The inlet and outlet domes (6, 7) located at the ends, as well as the regeneration part (2) can pivot relative to each other. From its end disposed on the cold gas side, the regeneration part (2) has in the axial direction at least one purification zone (3); if one refers to the direction of flow of the purified gas, an intermediate zone (5) is provided behind this purification zone (3). The passage sections of this intermediate zone (5) and at least of the intake and evacuation dome (6) are similarly subdivided into at least three sectors (8, 9, 10), the sector (10) of the intermediate zone (5), located after the sector (9) leading the purified gas, serving to accommodate a purification device.

Description

Regeneratives Wärmeübertragungssystem Regenerative heat transfer system
Die Erfindung betrifft ein regeneratives Wärmelibertragungssystem zum Kühlen eines heißen Rohgases und zum gleichzeitigen Anwärmen eines kalten Reingases, mit einem zylindrischen Regeneratorteil und stirnseitigen Kanal anschlüssen bzw. Ein- und Auslaßhauben für das Roh- und das Reingas, deren Strömungsquerschnitte in mehrere Sektoren unterteilt sind, wobei der Regeneratorteil in abwechselnd umschaltbare Kreissektoren, die den Wärmeinhalt des Rohgases aufnehmen und auf das Reingas übertragen, unterteilt wird und die Ein- und Auslaßhauben einerseits und der Regeneratorteil andererseits relativ zueinander drehbar sind.The invention relates to a regenerative heat transfer system for cooling a hot raw gas and for simultaneously heating a cold clean gas, with a cylindrical regenerator part and front channel connections or inlet and outlet hoods for the raw and clean gas, the flow cross sections of which are divided into several sectors, whereby the regenerator part is divided into alternately switchable circular sectors which absorb the heat content of the raw gas and transfer it to the clean gas, and the inlet and outlet hoods on the one hand and the regenerator part on the other hand are rotatable relative to one another.
Solche Wärmetauschersysteme werden beispielsweise zur Wiederaufhei zung gereinigter Rauchgase aus industriellen Kohleund ölfeuerungen oder auch zur Vorwärmung der Verbrennungsluft eingesetzt, wobei dem heißen Rauchgas vor Einleitung in die Reinigungsstufe Wärme entzogen und auf das Reingas bzw. die Verbrennungsluft übertragen wird.Such heat exchanger systems are used, for example, to reheat cleaned flue gases from industrial coal and oil firing systems or to preheat the combustion air, with the hot flue gas being introduced before the cleaning stage removes heat and is transferred to the clean gas or the combustion air.
Die Wiederaufheizung der gereinigten Rauchgase, insbesondere naßgereinigter Rauchgase, ist notwendig, um den zur Einleitung der Reingase in die Atmosphäre erforderlichen thermischen Auftrieb zu gewährleisten.The reheating of the cleaned flue gases, in particular wet-cleaned flue gases, is necessary in order to ensure the thermal buoyancy required to introduce the pure gases into the atmosphere.
Infolge von Taupunktsunterschreitungen bei der Abkühlung der Rohgase treten auf der Kaltgasseite des Regenerators starke Korrosion und Verkrustungen auf. Bei der Wiederaufheizung von beispielsweise naßentschwefelten Rauchgasen führt darüber hinaus das Reingas, trotz vorgeschalteter Tropfenabscheider, noch aus der Rauchgasentschwefelungsanlage mitgerissene Wassertropfen und auch Gipsteilchen mit, die ebenfalls zu starken Verkrustungen führen. Dadurch entstehen erhöhte Druckverluste, schlechter Wärmeübergang und geringe Standzeiten. Die Reinigung des Regenerators muß in relativ kurzen Zeitabschnitten erfolgen und ist sehr aufwendig.As a result of falling below the dew point when cooling the raw gases, severe corrosion and incrustation occur on the cold gas side of the regenerator. When reheating, for example, wet desulphurized flue gases, the clean gas also carries water droplets entrained from the flue gas desulfurization system and also gypsum particles, which also lead to severe incrustations, despite the upstream droplet separator. This results in increased pressure losses, poor heat transfer and short downtimes. The cleaning of the regenerator has to take place in relatively short periods of time and is very complex.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein einfaches, wartungs- und reinigungsfreundliches System zum Kühlen eines heißen Rohgases und zum gleichzeitigen Anwärmen eines kalten Reingases zu entwickeln.The object of the present invention is to develop a simple, maintenance and cleaning-friendly system for cooling a hot raw gas and for simultaneously heating a cold clean gas.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Regeneratorteil vom kaltgasseitigen Ende aus in Axialrich tung mindestens eine Reini gungszone aufweist, daß in Strömüngsrichtung des Reingases gesehen hinter der Reinigungszone eine Zwischenzone vorgesehen ist, daß zumindest die Strömungsquerschnitte der kaltgasseitigen Ein- und Auslaßhaube und dieser Zwischenzone in gleicher Weise in mindestens drei Sektoren unterteilt sind und daß der dem reingasführenden Sektor nachfolgende Sektor zur Aufnahme einer Reinigungsvorrichtung dient.This object is achieved in that the regenerator part from the cold gas end in axial direction tion has at least one cleaning zone that seen in the direction of flow of the clean gas, an intermediate zone is provided behind the cleaning zone, that at least the flow cross-sections of the cold gas inlet and outlet hood and this intermediate zone are divided in the same way into at least three sectors and that the sector leading the clean gas Sector for receiving a cleaning device.
Als Reinigungssystem wird vorteilhafterweise im nicht gasführenden Sektor der Zwischenzone ein Düsensystem zur Erzeugung von Flüssigkeitsstrahlen mit geeignetem Druck und im entsprechenden Sektor der kaltgasseitigen Ein- und Auslaßhaube eine Auffang- und Abieitvorrichtung für die Reinigungsflüssigkeit vorgesehen.As a cleaning system, a nozzle system for generating liquid jets with a suitable pressure is advantageously provided in the non-gas-carrying sector of the intermediate zone, and a collecting and drainage device for the cleaning liquid is provided in the corresponding sector of the cold gas inlet and outlet hood.
Es hat sich gezeigt, daß Verkrustungen im wesentlichen in einer verhältnismäßig kleinen Zone auf der Kaltgasseite des Regenerators auftreten. Bei dem erfindungsgemäßen System ist eine praktisch kontinuierliche Reinigung dieser gefährdeten Zone des Regenerators möglich. Eventuell während des Aufheizens eines Kreissektors des Regenerators im Rohgasstrom oder während der Abkühlung im Reingasstrom auftretende Ablagerungen werden unmittelbar anschließend beim Passieren der Reinigungszone, vor dem erneuten Eintritt in den heißen Rohgasstrom, entfernt und Verkrustungen oder Anbackungen zuverlässig vermieden. Vorteilhafterweise wird zumindest diese gefährdete erste Zone des Regeneratorteiles als Röhrensystem mit in Axialrichtung des Regeneratorteils verlaufenden Gaskanälen, die vorzugsweise kreisförmigen und seckseckigen Querschnitt aufweisen, ausgebildet. In diesen Gaskanälen können geeignete Reinigungskörper, beispielsweise an den Rohrquerschnitt angepaßte Spiralen, Kugeln oder auch Bürsten, axial verschieblich eingesetzt sein. Beim Passieren des Reinigungssektors werden diese Reinigungskörper in den Rohren durch Strömungsimpulse so verschoben, daß sie beim nachfolgenden Passieren des rohgasführenden Sektors in Rohgasströmungsrichtung am kalten Ende der Rohre liegen oder schweben und so den Strömungsquerschnitt der Gaskanäle in dieser Phase sicher freigeben. In diesem Falle ist es erforderlich, dem rohgasführenden Sektor zumindest der kaltgasseitigen Ein- und Auslaßhaube sowie der Zwischenzone einen weiteren, von der Gaszufuhr abgetrennten Sektor nachzuschalten. In diesem Sektor werden zur Vorbereitung der passierenden Rohre auf die nachfolgende Reingasphase Strömungsimpul se entsprechend der Strömungsrichtung des Reingases aufgegeben, so daß die Reinigungskörper während des Passierens des reingasführenden Sektors am oder oberhalb des Reingas austri ttes der Gaskanäle liegen oder schweben und wiederum den Strömungsquerschnitt sicher freigeben.It has been shown that incrustations occur essentially in a relatively small zone on the cold gas side of the regenerator. In the system according to the invention, practically continuous cleaning of this endangered zone of the regenerator is possible. Any deposits that occur during the heating of a circular sector of the regenerator in the raw gas stream or during cooling in the clean gas stream are removed immediately after passing through the cleaning zone, before re-entering the hot raw gas stream, and incrustations or caking reliably avoided. Advantageously, at least this endangered first zone of the regenerator part is designed as a tube system with gas channels running in the axial direction of the regenerator part, which preferably have a circular and hexagonal cross section. Suitable cleaning bodies, for example spirals, balls or brushes adapted to the pipe cross section, can be inserted in these gas channels so as to be axially displaceable. When passing through the cleaning sector, these cleaning bodies are displaced in the pipes by flow impulses such that they lie or float on the cold end of the pipes in the raw gas flow direction during the subsequent passage of the raw gas-carrying sector and thus reliably release the flow cross-section of the gas channels in this phase. In this case, it is necessary to connect at least the cold gas-side inlet and outlet hood and the intermediate zone to the raw gas-carrying sector, a further sector separated from the gas supply. In this sector, in preparation for the passing pipes for the subsequent clean gas phase, flow impulses corresponding to the direction of flow of the clean gas are given up, so that the cleaning bodies lie or float on or above the clean gas outlet of the gas channels while passing through the clean gas-carrying sector and in turn release the flow cross-section safely .
Die einzelnen Sektoren der Ein- und Auslaßhauben sowie der Zwischenzone sind gegeneinander durch radial angeordnete Zwischenkammern abgetrennt, wobei die jeweils an den Regeneratorteil anschließenden Stirnflächen dieser. Zwi schenkammern Dichtleisten aufweisen.The individual sectors of the intake and exhaust hoods as well as the intermediate zone are mutually radially arranged Intermediate chambers separated, the respective end faces adjoining the regenerator part thereof. Intermediate chambers have sealing strips.
Um ein überströmen von ungereinigtem Rohgas in den Reingassektor zu vermeiden, können diese Zwischenkammern einen gegenüber dem rohgasführenden Sektor erhöhten Druck aufweisen, beispielsweise durch Einleiten von Reingas. Es kann aber auch umgekehrt für die Zwischenkammern eine Gasabsaugung vorgesehen werden.In order to avoid an overflow of unpurified raw gas into the clean gas sector, these intermediate chambers can have a higher pressure than the raw gas-carrying sector, for example by introducing clean gas. Conversely, gas extraction can also be provided for the intermediate chambers.
Weitere Erläuterungen zu der Erfindung sind dem in den Figuren schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen zu entnehmen.Further explanations of the invention can be found in the exemplary embodiments shown schematically in the figures.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1: den prinzipiellen Aufbau eines erfindungsgemäßen WärmeübertragungssystemsFig. 1: the basic structure of a heat transfer system according to the invention
Fig. 2: eine mögliche Sektoreneinteilung der Ein- und Auslaßhauben sowie der ZwischenzoneFig. 2: a possible sector classification of the inlet and outlet hoods and the intermediate zone
Fig. 3: eine mögliche Ausführungsform der ersten Zone des Regeneratorteiles3: a possible embodiment of the first zone of the regenerator part
Fig. 4: eine mögliche Ausführungsform eines Reinigungskörpers.Fig. 4: a possible embodiment of a cleaning body.
Das in den Figuren 1 bis 4 beispielhaft dargestellte Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Wärmeübertragungssystems 1 besteht aus den Ein- und Auslaßhauben 6, 7 für das Roh- und das Reingas, einem in zwei Zonen 3 und 4 unterteilten Regeneratortei 1 2 sowie einer zwischen diesen Zonen 3 und 4 angeordneten Zwischenzone 5. Die Ein- und Auslaßhauben 6, 7 sowie die Zwischenzone 5 sind in gleicher Weise in Sektoren 8, 9, 10 und 14 eingeteilt (Fig. 2).The exemplary embodiment of the heat transfer system 1 according to the invention shown by way of example in FIGS. 1 to 4 consists of the inlet and outlet hoods 6, 7 for the raw gas and the clean gas, a regenerator section 1 2 divided into two zones 3 and 4 and an intermediate zone 5 arranged between these zones 3 and 4. The inlet and outlet hoods 6, 7 and the intermediate zone 5 are in the same way in sectors 8, 9, 10 and 14 divided (Fig. 2).
Im gezeichneten Beispiel wird unterstellt, daß das Rohgas von oben nach unten und das Reingas von unten nach oben strömt.In the example shown it is assumed that the raw gas flows from top to bottom and the clean gas from bottom to top.
Die Ein- und Auslaßhauben 6, 7 sowie die Zwischenzone 5 stehen still, während die Zone 3, 4 des Regeneratorteiles 2 um eine gemeinsame Achse drehbar sind, wobei die Drehrichtung der in Fig. 1 eingezeichneten Pfeil richtung entsprechen soll.The inlet and outlet hoods 6, 7 and the intermediate zone 5 stand still, while the zones 3, 4 of the regenerator part 2 can be rotated about a common axis, the direction of rotation corresponding to the arrow direction shown in FIG. 1.
Beim Drehen des Regeneratortei 1 es 2 wird der gerade den Sektor 8 passierende Bereich des Regeneratorteiles 2 unter Abkühlung des durch diesen Sektor 8 strömenden Rohgases aufgeheizt, während der den Sektor 9 passierende Bereich seine aufgenommene Wärme wieder an das durch diesen Sektor 9 strömende Reingas abgibt.When the regenerator part 1 and 2 are rotated, the region of the regenerator part 2 which is just passing through the sector 8 is heated with cooling of the raw gas flowing through this sector 8, while the region passing through the sector 9 again releases its absorbed heat to the clean gas flowing through this sector 9.
Beim Passieren des Reinigungssektors 10 wird der entsprechende Bereich der unteren Zone 3 des Regeneratorteiles 2 durch das in diesem Sektor der Zwischenzone 5 angeordnete Düsensystem 11 mit Druckstrahlen einer Spülflüssigkeit beaufschlage und von Ablagerungen gereinigt. Die Spülflüssig keit wird in einer in der unteren Haube 6 angeordneten Wanne aufgefangen und abgeführt.When passing through the cleaning sector 10, the corresponding area of the lower zone 3 of the regenerator part 2 is acted upon by pressure jets of a washing liquid and cleaned of deposits by the nozzle system 11 arranged in this sector of the intermediate zone 5. The rinsing liquid speed is collected and discharged in a tub arranged in the lower hood 6.
Die untere Zone 3 des Regeneratorteiles 2 ist dabei als Röhrensystem ausgebildet, wobei zur Erzielung einer möglichst großen wärmespei chernden Wandfläche eine Vielzahl Rohre 12 mit Kreisquerschnitt oder Sechseckquerschnitt, wie in Fig. 3 angedeutet, verwendet wird.The lower zone 3 of the regenerator part 2 is designed as a tube system, a plurality of tubes 12 with a circular cross section or hexagonal cross section being used to achieve the largest possible heat-storing wall surface, as indicated in FIG. 3.
In diesen Rohren sind an den Rohrquerschnitt angepaßte Reinigungskörper 13, bei Rohren mit Kreisquerschnitt beispielsweise Spiralkörper gemäß Fig. 4, eingesetzt.In these tubes, cleaning bodies 13 adapted to the tube cross section are used, in the case of tubes with a circular cross section, for example, spiral bodies according to FIG. 4.
Da die Verkrustungen im wesentlichen in einer verhältnismäßig kleinen Zone auf der Kaltgasseite des Regenerators auftreten, ist die Aufteilung des Regeneratorteiles 2 in eine Reinigungszone 3 und eine Zone 4 vorteilhaft. Insbesondere bei kleineren Wärmetauschersystemen kann aber auch der gesamte Regeneratortei 1 2 als Reinigungszone 3 ausgebildet sein.Since the incrustations occur essentially in a relatively small zone on the cold gas side of the regenerator, the division of the regenerator part 2 into a cleaning zone 3 and a zone 4 is advantageous. In particular in the case of smaller heat exchanger systems, the entire regenerator part 1 2 can also be designed as a cleaning zone 3.
Die Reinigungskörper 13 werden beim Passieren des Reinigungssektors 10 unter der Einwirkung der Flüssigkeitsstrahlen in den Rohren nach unten verschoben und unterstützen so die Reinigungswirkung der Strahlen. Während des Passierens des dem vom Rohgas durchströmten Sektor 8 nachgeschalteten Sektors 14 werden die Reinigungskörper 13 in den einzelnen Rohren durch unter erhöhtem Druck eingeleitetes Heißgas, beispielsweise verdichtetes Rohgas, oder auch Heißwasser wieder nach oben geschoben. Die Verwendung eines heißen Mediums ist erforderlich zur Vermeidung von Wärmeverlusten des Regeneratortei les 2 während des Passierens des Sektors 14.The cleaning bodies 13 are moved downward as they pass through the cleaning sector 10 under the action of the liquid jets in the tubes and thus support the cleaning action of the jets. During the passage of the sector 14 downstream of the sector 8 through which the raw gas flows, the cleaning bodies 13 become individual Pipes pushed up by hot gas introduced under increased pressure, for example compressed raw gas, or hot water. The use of a hot medium is necessary to avoid heat losses of the regenerator part 2 during the passage through the sector 14.
Die einzelnen Sektoren der kaltgasseitigen Ein- und Auslaßhaube 6 sowie der Zwischenzone 5 sind gegeneinander durch Zwischenkammern 16 abgetrennt, wobei die an den Regeneratorzonen 3 bzw. 4 anliegenden Stirnflächen Dichtleisten aufweisen. Um ein überströmen von Rohgas in den Reingassektor 8 sicher zu vermeiden, kann in die Zwischenkammer 16 Reingas unter einem gegenüber dem Rohgassektor 8 erhöhten Druck eingeleitet werden. Es ist jedoch umgekehrt auch eine Gasabsaugung aus den Zwischenkammern 16 möglich. Aus Gründen der Gasabdichtung muß auch die heißgasseitige Ein- und Auslaßhaube 7 in gleicher Weise wie die Zwischenzone 5 und die kal tgassei tige Ein- und Auslaßhaube 6 in Sektoren eingeteilt sein. Jedoch können dort die Sektoren 10 und 14 unmittelbar als Zwischenkammern dienen, da sie keine sonstigen Vorrichtungen aufnehmen müssen.The individual sectors of the inlet and outlet hood 6 on the cold gas side and the intermediate zone 5 are separated from one another by intermediate chambers 16, the end faces lying against the regenerator zones 3 and 4 having sealing strips. In order to reliably avoid an overflow of raw gas into the clean gas sector 8, clean gas can be introduced into the intermediate chamber 16 under an increased pressure compared to the raw gas sector 8. Conversely, however, gas extraction from the intermediate chambers 16 is also possible. For reasons of gas sealing, the hot gas inlet and outlet hood 7 must be divided into sectors in the same way as the intermediate zone 5 and the cold inlet and outlet hood 6. However, sectors 10 and 14 can serve directly as intermediate chambers since they do not have to accommodate any other devices.
Bei naßgereini gten Rauchgasen sind dem Regenerator auf der Reingasseite üblicherweise eine Zone 15 zur Restwasserabscheidung und Trocknung des Reingases, beispielsweise Tropfenabscheider, vorgeschaltet. Diese Zone 15 wird bei dem erfindungsgemäßen Wärmeübertragungssystem vorteilhaft unmittelbar unterhalb der ersten Zone 3 des Regeneratorteils 2 angeordnet, wobei sie den gesamten Regeneratorquerschnitt überdeckt und mit dem Regeneratorteil 2 dreht, so daß der jeweils den Rei nigungssektor 10 passierende Bereich von den Flüssigkeitsstrahlen aus dem Düsensystem 11 ebenfalls durchspült und gereinigt wird.In the case of wet-cleaned flue gases, the regenerator on the clean gas side is usually preceded by a zone 15 for residual water separation and drying of the clean gas, for example a droplet separator. This zone 15 is at the Heat transfer system according to the invention advantageously arranged immediately below the first zone 3 of the regenerator part 2, wherein it covers the entire regenerator cross-section and rotates with the regenerator part 2, so that the area passing through the cleaning sector 10 is also rinsed and cleaned by the liquid jets from the nozzle system 11.
Im beschriebenen Ausführungsbeispiel ist der Regeneratorteil 2 mit den beiden Zonen 3, 4 als Rotor ausgebildet, wäh. rend die Ein- und Auslaßhauben 6, 7 sowie die Zwischenzone 5 mit der Reinigungsvorrichtung 11 stillstehen. Die-Dreh-richt-ung entspricht dabei der in Figur 1 eingezeichneten PfeiIrichtung. Grundsätzlich kann jedocfvauch der Regeneratorteil 2 als Sektor ausgebildet sein, wobei dann die Hauben 6, 7 sowie die Zwischenzone 5 um eine gemeinsame Achse drehbar sind. Für diesen Fall entspricht die Drehrichtung der in Fig. 2 eingezeichneten Pfeilrichtung. In the exemplary embodiment described, the regenerator part 2 with the two zones 3, 4 is designed as a rotor, weh. rend the inlet and outlet hoods 6, 7 and the intermediate zone 5 with the cleaning device 11 stand still. The direction of rotation corresponds to the arrow direction shown in FIG. In principle, however, the regenerator part 2 can also be designed as a sector, in which case the hoods 6, 7 and the intermediate zone 5 can be rotated about a common axis. In this case, the direction of rotation corresponds to the direction of the arrow shown in FIG. 2.

Claims

Regeneratives WärmeübertragungssystemPatentansprüche Regenerative heat transfer system
1. Regeneratives Wärmeübertragungssystem zum Kühlen eines heißen Rohgases und zum gleichzeitigen Anwärmen eines kalten Reingases, mit einem zylindrischen Regeneratorteil und stirnsei tigen Kanal anschlüssen bzw. Ein- und Auslaßhauben für das Roh- und das Reingas, deren Strömungsquerschnitte in mehrere Sektoren unterteilt sind, wobei der Regeneratorteil in abwechselnd umschaltbare Kreissektoren, die den Wärmeinhalt des Rohgases aufnehmen und auf das Reingas übertragen, unterteilt wird und die Ein- und Auslaßhauben einerseits und der Regeneratorteil andererseits relativ zueinander drehbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Regeneratorteil (2) vom kaltgasseitigen Ende aus in Axialrichtung mindestens eine Reinigungszone (3) aufweist, daß in Strömungsrichtung des Reingases gesehen hinter der Reinigungszone (3) eine Zwischenzone (5) vorgesehen ist, daß zumindest die Strömungsquerschnitte der Ein- und Auslaßhaube (6) und dieser Zwischenzone (5) in gleicher Weise in mindestens drei Sektoren (8, 9, 10) unterteilt sind und daß der dem reingasführenden Sektor (9) nachfolgende Sektor (10) zur Aufnahme einer Reinigungsvorrichtung dient.1. Regenerative heat transfer system for cooling a hot raw gas and for simultaneously heating a cold clean gas, with a cylindrical regenerator part and end-side duct connections or inlet and outlet hoods for the raw and clean gas, the flow cross sections of which are divided into several sectors, the Regenerator part is divided into alternately switchable circular sectors that absorb the heat content of the raw gas and transfer it to the clean gas the inlet and outlet hoods on the one hand and the regenerator part on the other hand can be rotated relative to one another, characterized in that the regenerator part (2) has at least one cleaning zone (3) in the axial direction from the cold gas end, that seen behind the cleaning zone (3) in the flow direction of the clean gas An intermediate zone (5) is provided that at least the flow cross sections of the inlet and outlet hood (6) and this intermediate zone (5) are divided in the same way into at least three sectors (8, 9, 10) and that the sector (9 ) subsequent sector (10) is used to hold a cleaning device.
2. Regeneratives Wärmeübertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Reinigungsvorrichtung im Sektor (10) der Zwischenzone (5) ein Düsensystem (11) zur Erzeugung von Flüssigkeitsstrahlen und im entsprechenden Sektor 10 der kaltgasseitigen Ein- und Auslaßhaube (6) eine Auffang- und Ableitvorrichtung für die Reinigungsflüssigkeit vorgesehen ist.2. Regenerative heat transfer system according to claim 1, characterized in that as a cleaning device in the sector (10) of the intermediate zone (5), a nozzle system (11) for generating liquid jets and in the corresponding sector 10 of the cold gas inlet and outlet hood (6), a collecting and discharge device for the cleaning liquid is provided.
3. Regeneratives Wärmeübertragungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigungszone (3) des Regeneratorteiles (2) als Röhrensystem mit in Axialrichtung des Regeneratorteiles (2) verlaufenden Gaskanälen (12) ausgebildet ist. 3. A regenerative heat transfer system according to claim 1 or 2, characterized in that the cleaning zone (3) of the regenerator part (2) is designed as a tube system with gas channels (12) extending in the axial direction of the regenerator part (2).
4. Regeneratives Wärmeübertragungssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in den Gaskanäleη (12) Reinigungskörper (13) axial verschieblich eingesetzt sind.4. Regenerative heat transfer system according to claim 3, characterized in that in the gas channels (12) cleaning body (13) are inserted axially displaceable.
5. Regeneratives Wärmeübertragungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer dem rohgasführenden Sektor (8) der kaltgasseitigen Ein- und Auslaßhaube (6) und der Zwischenzone (5) nachfolgender, von der Gaszufuhr abgetrennter Sektor (14) vorgesehen ist und daß im Bereich des Sektors (14) von der kalten zur warmen Seite der Reinigungszone (3) gerichtete Strömungsimpulse und im Bereich des Sektors (10) von der warmen zur kalten Seite der Reinigungszone (3) gerichtete Strömungsimpulse in die Gaskanäle (12) einleitbar sind.5. Regenerative heat transfer system according to one of claims 1 to 4, characterized in that a further the crude gas-carrying sector (8) of the cold gas side inlet and outlet hood (6) and the intermediate zone (5) subsequent, separated from the gas supply sector (14) is provided and that in the area of the sector (14) from the cold to the warm side of the cleaning zone (3) flow impulses and in the area of the sector (10) from the warm to the cold side of the cleaning zone (3) flow impulses into the gas channels (12) can be initiated.
6. Regeneratives Wärmetauschersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Sektoren (10, 14) gegen die gasführenden Sektoren (8, 9) sowie ggf. die gasführenden Sektoren (8, 9) der heißgasseitigen Ein- und Auslaßhaube (7) gegeneinander durch radial angeordnete Zwischenkammern abgetrennt sind und daß die Zwischenkammern (16) jeweils an den dem Regeneratorteil (2) zugewandten Stirnseiten Dichtleisten aufweisen.6. Regenerative heat exchanger system according to one of claims 1 to 5, characterized in that the sectors (10, 14) against the gas-carrying sectors (8, 9) and possibly the gas-carrying sectors (8, 9) of the hot gas-side inlet and outlet hood ( 7) are separated from one another by radially arranged intermediate chambers and that the intermediate chambers (16) each have sealing strips on the end faces facing the regenerator part (2).
7. Regeneratives Wärmetauschersystem nach Anspruch 6, da durch gekennzeichnet, daß die Zwischenkammern (16) mit einem gegenüber dem rohgasführenden Sektor (8) erhöhten Druck beaufschlagt sind.7. Regenerative heat exchanger system according to claim 6, there characterized in that the intermediate chambers (16) are subjected to a pressure which is higher than that of the raw gas-carrying sector (8).
8. Regeneratives Wärmetauschersystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß für die Zwischenkammern eine Gasabsaugung vorgesehen ist. 8. A regenerative heat exchanger system according to claim 6, characterized in that gas extraction is provided for the intermediate chambers.
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